(57)【要約】【課題】精度よく内燃機関停止の可否を判定することができる内燃機関停止制御装置および内燃機関停止制御方法の提供。【解決手段】コントローラー５はバッテリー３の現在の状態に基づいて、エンジン１の停止後に再始動させた時のバッテリー３の最低電圧を推定し、推定したバッテリー３の最低電圧が所定値よりも高い場合に、アイドリングストップを許可する。コントローラー５は、過去のエンジン１の停止時において、バッテリー３の電圧が安定領域に至った場合の電圧特性に基づき、バッテリー３の電圧に関する推定直線を算出し、算出した推定直線に基づいて、バッテリー３の今回の再始動直前電圧を推定する。推定した再始動直前電圧からエンジン１の再始動に要する電圧降下を減算して、今回再始動させた時のバッテリー３の最低電圧を推定する。【選択図】図１
2010255464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関により駆動されて電力を発生する発電機と、
前記発電機により発生された電力を蓄えるバッテリーと、
前記バッテリーの状態を検出するバッテリー状態検出手段と、
前記バッテリーの現在の状態に基づいて、前記内燃機関の停止後に再始動させた時の前記バッテリーの最低電圧を推定し、推定した前記バッテリーの前記最低電圧が所定値よりも高い場合に、前記内燃機関を停止させる内燃機関停止手段と、
を備えた内燃機関停止制御装置において、
前記内燃機関停止手段は、
過去の前記内燃機関の停止時において、前記バッテリーの電圧が安定領域に至った場合のバッテリー容量に対する電圧特性に基づき、前記バッテリーの電圧に関する線形特性を推定し、前記バッテリーの現在の容量および推定した前記線形特性とに基づいて、前記バッテリーの今回の再始動直前電圧を推定し、推定した前記再始動直前電圧から前記内燃機関の再始動に要する電圧降下を減算することによって、今回再始動させた時の前記バッテリーの前記最低電圧を推定することを特徴とする内燃機関停止制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関停止手段は、
前記内燃機関の過去の複数回の停止時における前記電圧特性に基づき、前記線形特性を推定することを特徴とする請求項１記載の内燃機関停止制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関停止手段は、
過去の複数の前記電圧特性ごとに前記線形特性を推定し、複数の前記線形特性のうち、過去の前記内燃機関の停止時における前記バッテリーの容量が、現在の容量の直前および直後に位置する場合の一対の前記線形特性を用いて今回の前記線形特性を推定し、前記バッテリーの現在の容量および推定した今回の前記推定直線とに基づいて、前記バッテリーの今回の再始動直前電圧を推定することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関停止制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関停止手段は、
過去の複数の前記線形特性を用いて基準特性を形成し、前記複数の線形特性のうちで、前記基準特性から所定量だけ離れたものを使用せずに今回の前記線形特性を推定することを特徴とする請求項３記載の内燃機関停止制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関停止手段は、
前記内燃機関の停止開始時における前記バッテリーの容量に応じて異なる複数の前記線形特性を推定し、前記バッテリーの現在の容量に基づき、前記複数の線形特性を使い分けることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関停止制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関停止手段は、
前記内燃機関の過去の停止開始時までの前記バッテリーの負荷電流の大小に応じて、複数の前記線形特性を推定し、前記内燃機関の今回の停止開始時までの前記バッテリーの負荷電流に基づいて、前記複数の線形特性を使い分けることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関停止制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関停止手段は、
前記内燃機関の停止後、所定時間が経過した場合に前記バッテリーの電圧が前記安定領域に至ったとすることを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の内燃機関停止制御装置。
【請求項８】
車両の停止状態を検出する停車検出手段を備え、
前記内燃機関停止手段は、
前記停車検出手段により車両の停止状態が検出され、かつ、推定した前記バッテリーの前記最低電圧が所定値よりも高い場合に、前記内燃機関を停止させることを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の内燃機関停止制御装置。
【請求項９】
内燃機関と、
前記内燃機関により駆動されて電力を発生する発電機と、
前記発電機により発生された電力を蓄えるバッテリーと、
前記バッテリーの状態を検出するバッテリー状態検出手段と、
を備えた車両における内燃機関停止制御方法であって、
前記バッテリーの現在の状態に基づいて、前記内燃機関の停止後に再始動させた時の前記バッテリーの最低電圧を推定し、推定した前記バッテリーの前記最低電圧が所定値よりも高い場合に、前記内燃機関を停止させる内燃機関停止制御方法において、
過去の前記内燃機関の停止時において、前記バッテリーの電圧が安定領域に至った場合のバッテリー容量に対する電圧特性に基づき、前記バッテリーの電圧に関する線形特性を推定し、前記バッテリーの現在の容量および推定した前記線形特性とに基づいて、前記バッテリーの今回の再始動直前電圧を推定し、推定した前記再始動直前電圧から前記内燃機関の再始動に要する電圧降下を減算することによって、今回再始動させた時の前記バッテリーの前記最低電圧を推定することを特徴とする内燃機関停止制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の状態に応じて内燃機関の停止を行う内燃機関停止制御装置および内燃機関停止制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が一時停止した場合に、バッテリーの残存容量が基準値以上にある時、一時停止から所定時間経過後に内燃機関を停止させるアイドリングストップ制御方法に関する従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この従来技術によるアイドリングストップ制御方法においては、車載のバッテリーより容量の大きな基準蓄電池について、放電試験を行って得られた放電容量ごとの放電電流と、端子電圧との関係を示す特性データを事前に準備する特性データ準備工程と、車載のバッテリーの放電電流および端子電圧を測定する測定工程と、車両がアイドリングストップした時、単位時間を隔てた前回と今回の車載のバッテリーの電圧変化分と、予め求めておいた電圧変化分に対する最終の収束電圧と今回測定した車載のバッテリーの差電圧との関係式を用いて収束電圧を推定する工程と、推定した収束電圧を特性データ準備工程において形成した端子電圧と比較して、車載のバッテリーの残存容量を推定する工程と、車両が一時停止した場合に、推定した残存容量が基準値以上にあるか否かを判定する工程と、推定した残存容量が基準値以上にある時に、一時停止から所定時間経過後に内燃機関を停止させる工程から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１４２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、車載のバッテリーには性能の差があり、同種のバッテリー同士であっても、それらの性能特性の間には固有のばらつきが存在する。また、それに加えて、バッテリーの劣化の進行によってさらに性能が低下し、容量変化に対する電圧降下が著しくなる。したがって、上述した従来技術のように、車載バッテリーにおいて推定された収束電圧を、基準蓄電池について放電試験を行って得られた特性データの端子電圧と比較して車載のバッテリーの残存容量を推定した場合、車載バッテリーの劣化状態によっては、推定された残存容量が、実際にアイドリングストップを行った後に、内燃機関を再始動させた場合における車載バッテリーの残存容量とはかけ離れたものとなることがあった。
【０００６】
内燃機関の再始動後の車載バッテリーの残存容量について、推定値と実際の値との間の差が大きい場合には、残存容量が不足するにもかかわらずアイドリングストップを実行して、内燃機関の再始動が不能となる恐れがあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、精度よく内燃機関停止の可否を判定することができる内燃機関停止制御装置および内燃機関停止制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る内燃機関停止制御装置の発明の構成上の特徴は、過去の内燃機関の停止時において、バッテリーの電圧が安定領域に至った場合のバッテリー容量に対する電圧特性に基づき、バッテリーの電圧に関する線形特性を推定し、バッテリーの現在の容量および推定した線形特性とに基づいて、バッテリーの今回の再始動直前電圧を推定し、推定した再始動直前電圧から内燃機関の再始動に要する電圧降下を減算することによって、今回再始動させた時のバッテリーの最低電圧を推定する内燃機関停止手段を備えたことである。
【０００８】
これにより、バッテリーに性能上のばらつきや劣化が発生しても、車載のバッテリー固有の電圧特性に基づいて、今回再始動させた時のバッテリーの最低電圧を推定することができる。
したがって、バッテリーの最低電圧の推定値と実際の値との間の差が大きくなることがなく、精度よく内燃機関停止の可否を判定することができ、内燃機関停止中において内燃機関が再始動不能となることがない。
【０００９】
尚、今回の再始動直前電圧とは、現在、推定対象としている、次の再始動時の直前電圧を意味している。
また、本発明におけるバッテリー容量とは、バッテリーの容量そのもののみではなく、バッテリーの容量変化をも含んだ概念である。
また、本発明において内燃機関停止とは、車両停止時に行われるアイドリングストップのみでなく、車両走行時に内燃機関を停止させる場合をも含んでいる。
【００１０】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１の内燃機関停止制御装置において、内燃機関の過去の複数回の停止時における電圧特性に基づき、線形特性を推定することである。
これにより、線形特性を実際の電圧特性にいっそう近づけることができ、より正確な線形特性に基づき、精度よく内燃機関停止の可否を判定することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２の内燃機関停止制御装置において、過去の複数の電圧特性ごとに線形特性を推定し、複数の線形特性のうち、過去の内燃機関の停止時におけるバッテリーの容量が、現在の容量の直前および直後に位置する場合の一対の線形特性を用いて今回の線形特性を推定し、バッテリーの現在の容量および推定した今回の推定直線とに基づいて、バッテリーの今回の再始動直前電圧を推定することである。
これにより、現在の容量に近い過去の電圧特性に基づいて形成された線形特性を使用して、いっそう精度よく最低電圧を推定することができる。
【００１２】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項３の内燃機関停止制御装置において、過去の複数の線形特性を用いて基準特性を形成し、複数の線形特性のうちで、基準特性から所定量だけ離れたものを使用せずに今回の線形特性を推定することである。
これにより、過去の複数の線形特性のうち、異常値と思われるものを排除することができ、より正確に今回の線形特性を推定することができる。
【００１３】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２の内燃機関停止制御装置において、内燃機関の停止開始時におけるバッテリーの容量に応じて異なる複数の線形特性を推定し、バッテリーの現在の容量に基づき、複数の線形特性を使い分けることである。
これにより、現在の容量に応じて、最低電圧をより精度よく推定することができる。
【００１４】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は請求項１または２の内燃機関停止制御装置において、内燃機関の過去の停止開始時までのバッテリーの負荷電流の大小に応じて複数の線形特性を推定し、内燃機関の今回の停止開始時までのバッテリーの負荷電流に基づいて、複数の線形特性を使い分けることである。
これにより、負荷電流に応じて、最低電圧をより精度よく推定することができる。
【００１５】
請求項７に係る発明の構成上の特徴は請求項１乃至６のいずれかの内燃機関停止制御装置において、内燃機関の停止後、所定時間が経過した場合にバッテリーの電圧が安定領域に至ったとすることである。
これにより、バッテリーの電圧を、確実に安定領域に至らしめることができる。
【００１６】
請求項８に係る発明の構成上の特徴は請求項１乃至７のいずれかの内燃機関停止制御装置において、停車検出手段により車両の停止状態が検出され、かつ、推定したバッテリーの最低電圧が所定値よりも高い場合に、内燃機関を停止させることである。
これにより、本発明による内燃機関停止制御装置を、車両の停止時に内燃機関を停止させるアイドリングストップ制御装置に適用することができる。
【００１７】
請求項９に係る内燃機関停止制御方法の発明の構成上の特徴は、過去の内燃機関の停止時において、バッテリーの電圧が安定領域に至った場合のバッテリー容量に対する電圧特性に基づき、バッテリーの電圧に関する線形特性を推定し、バッテリーの現在の容量および推定した線形特性とに基づいて、バッテリーの今回の再始動直前電圧を推定し、推定した再始動直前電圧から内燃機関の再始動に要する電圧降下を減算することによって、今回再始動させた時のバッテリーの最低電圧を推定することである。
【００１８】
これにより、バッテリーに性能上のばらつきや劣化が発生しても、車載のバッテリー固有の電圧特性に基づいて、今回再始動させた時のバッテリーの最低電圧を推定することができる。
したがって、バッテリー電圧の推定値と実際の値との間の差が大きくなることがなく、精度よく内燃機関停止の可否を判定することができ、内燃機関停止中において内燃機関が再始動不能となることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１によるアイドリングストップ制御装置を示したブロック図
【図２】バッテリーの充放電電流と端子電圧との関係を示したグラフを表した図
【図３】実施形態１による推定直線の求め方を説明するために、バッテリーの容量変化と端子電圧との関係を示したグラフを表した図
【図４】実施形態１によって求めた推定直線を示した図
【図５】実施形態１の第１変形例において電流積算値と推定直線との関係を示した図
【図６】図５に基づいて求めた推定直線を示した図
【図７】実施形態１の第２変形例によって求めた推定直線を示した図
【図８】実施形態２によって求めた推定直線を示した図
【図９】実施形態２の第１変形例によって求めた複数の推定直線を示した図
【図１０】実施形態２の第１変形例による推定直線の求め方を説明するためのグラフを表した図
【図１１】実施形態２の第２変形例を説明するための図
【図１２】アイドリングストップ制御方法を示したフローチャート
【図１３】図１２中のバッテリーの最低電圧の推定方法を示したフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明による内燃機関停止制御装置および内燃機関停止制御方法を、車両停止時にエンジン１を停止させるアイドリングストップ制御装置およびアイドリングストップ制御方法に適用した場合の実施形態について説明する。
【００２１】
＜実施形態１＞
図１乃至図４に基づき、本発明の実施形態１によるアイドリングストップ制御装置およびアイドリングストップ制御方法について説明する。図１は、アイドリングストップ制御装置の全体ブロック図であり、実線は車両の各装置間をつなぐ電気配線を示しており、矢印付きの実線は制御用の信号線を示し、破線による矢印は車両における機械的な結合を示している。
【００２２】
エンジン１（本発明の内燃機関に該当する）は、炭化水素系の燃料により出力を発生させる車両の動力発生装置であり、その出力軸であるクランク軸１１が、車両の駆動輪（図示せず）に機械的に接続されている。エンジン１のセルモーター１２は、クランク軸１１と接続されたフライホイール（図示せず）と噛合している。
【００２３】
一方、発電装置２は、交流発電機２１（本発明の発電機に該当する）と、交流発電機２１の出力を制御する制御回路としてのレギュレータ２２とにより構成されている。ここで、交流発電機２１は例えば同期発電機であり、その図示しないロータは、エンジン１のクランク軸１１と機械的に連結されている。交流発電機２１は、クランク軸１１により駆動されて電力を発生する。
【００２４】
バッテリー３は、これに限られるものではないが鉛蓄電池であり、交流発電機２１の出力端子と接続されており、交流発電機２１によって発生された電力が蓄電される。バッテリー３には、端子電圧を測定すべく電圧センサー３１が並列に接続されている。また、バッテリー３の正側端子には、バッテリー３からの放電電流、およびバッテリー３への充電電流を検出する電流センサー３２が直列に接続されている。さらに、バッテリー３には、バッテリー３の温度を検出する温度センサー３３が備えられている。電圧センサー３１、電流センサー３２および温度センサー３３は、本発明のバッテリー状態検出手段に該当する。
【００２５】
また、バッテリー３には、スイッチ４１を介して、車両の複数の電気負荷４２が並列に接続されている。電気負荷４２としては、たとえば、車両のエアーコンディショナー、ヘッドライト、オーディオ装置といったような電力を消費する装備が考えられる。更に、バッテリー３には、上述したエンジン１のセルモーター１２が接続されている。セルモーター１２は、エンジン１の始動時にバッテリー３から電力が供給されることにより駆動され、クランク軸１１に初期回転を付与する。
【００２６】
コントローラー５（本発明の内燃機関停止手段に該当する）は、マイクロコンピュータを主体として構成される電子制御装置であり、記憶保持装置５１を備えている。記憶保持装置５１は、コントローラー５への電力供給の有無に係わらず常時記憶を保持することが可能な、例えばバックアップＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリにより形成されている。
【００２７】
コントローラー５には、上述した電圧センサー３１、電流センサー３２および温度センサー３３が接続されている。またコントローラー５には、車両の走行速度や運転者による操作状態を検出可能な複数の車両状態検出センサー６（本発明の停車検出手段に該当する）が接続されている。車両状態検出センサー６としては、車両速度を検出する車輪速度センサー、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルストロークセンサー、ブレーキペダル操作の有無から車両の停止状態を検出するブレーキペダルスイッチ、エンジン１を起動するスタータスイッチ等が考えられる。
【００２８】
また、コントローラー５には、エンジン１の図示しないスロットルアクチュエータ、イグニッションコイル、セルモーター１２および発電装置２のレギュレータ２２が接続されている。これにより、コントローラー５には、バッテリー３の端子電圧、充放電電流、バッテリー温度、車両速度、車両操作状態を検出可能な信号が入力される。コントローラー５は、入力信号に基づいて、エンジン１の始動、停止（アイドリングストップ制御）、発電装置２により発生される電力量を制御する。
【００２９】
次に、アイドリングストップ制御に伴うバッテリー３の電圧−電流特性について、図２に基づいて説明する。尚、以下、バッテリー３の電圧Ｖといった場合、特に断らなければバッテリー３の端子電圧Ｖを意味している。
図２は、エンジン１の停止動作開始から再始動完了までの各期間におけるバッテリー電流Ｉおよびバッテリー電圧Ｖの関係を示した図である。まず、コントローラー５によってエンジン１を自動的に停止させる指示が行われると、エンジン１は停止動作を開始する。これにより、クランク軸１１の回転数が徐々に低下し、やがて停止完了となる。
【００３０】
また、クランク軸１１の回転数の低下に従って、機械的に連結された交流発電機２１の発電量も低下していく。このエンジン１への停止指示（すなわち、停止動作開始）後から停止完了するまでの期間Ｔ１におけるバッテリー３の電圧Ｖは、図２に示すように、停止動作開始時の電圧Ｖj0から電圧降下量ΔＶjhだけ降下する。
【００３１】
続いて、エンジン１が停止後、再び交流発電機２１が発電を開始するまでの間に、車両の電気負荷の電力をバッテリー３が賄うことにより生じるバッテリー容量低下分、及び分極分によるバッテリー３の電圧降下が生じる。このエンジン１の停止後から再始動開始までの期間Ｔ２におけるバッテリー３の電圧Ｖは、図２に示すように、電圧降下量ΔＶbnだけ降下する。
【００３２】
さらにエンジン１の自動始動処理は、セルモーター１２を起動させることでエンジン１のクランク軸１１に初期回転を付与した後、燃焼制御を行うことで実行される。ここで、エンジン１の始動指示後においてセルモーター１２が回転を開始するまでの極短時間にバッテリー３からセルモーター１２に多量の放電電流が流れることが知られ、この多量の放電電流によりバッテリー３の電圧Ｖが大きく降下する。この極短時間を含むエンジン１の始動指示後（すなわち、セルモーター１２の起動による再始動開始後）から始動完了までの期間Ｔ３におけるバッテリー３の電圧Ｖは、図２に示すように、電圧降下量ΔＶstだけ降下する。
【００３３】
ここで、エンジン１の自動始動処理に際してバッテリー３の電圧Ｖが過度に低下する場合には、コントローラー５の動作の信頼性が低下し、再始動できないおそれがある。さらに、過放電に起因してバッテリー３が著しく劣化するおそれがある。これらを防ぐ必要があるため、アイドリングストップ制御は、エンジン１の停止動作開始から再始動完了するまでの期間において、バッテリー３の電圧Ｖが降下した結果の最低電圧Ｖminが、コントローラー５の動作保証電圧である基準最低電圧Ｖmisdを下回らないとの条件の下で行わなければならない。
【００３４】
したがって、本実施形態においては、コントローラー５によりアイドリングストップの可否を判定する場合、バッテリー３の最低電圧Ｖminを推定している。コントローラー５は、推定されたバッテリー３の最低電圧Ｖminを基準最低電圧Ｖmisdと比較し、最低電圧Ｖminが基準最低電圧Ｖmisdを上回った場合に、アイドリングストップを許可している。
【００３５】
バッテリー３の最低電圧Ｖminは、推定されたエンジン１の再始動直前電圧Ｖfsから、上述したセルモーター１２の起動による電圧降下量ΔＶstを減算することにより求められる。尚、エンジン１の再始動直前電圧Ｖfsの推定方法は、本発明の主旨であるため後に詳述する。
【００３６】
上述したように、電圧降下量ΔＶstは、エンジン１の再始動開始後から再始動完了までの期間Ｔ３における電圧降下量である。期間Ｔ３についてのバッテリー３の電圧−電流線図の傾きは、バッテリー３の突入内部抵抗Ｒinとして示されている。また、期間Ｔ３についての横軸方向長さは、最大電流変化ΔＩmaxとして示されている。したがって、過去のエンジン１の始動時において、突入内部抵抗Ｒinおよび最大電流変化ΔＩmaxの値を測定し、式：ΔＶst＝（突入内部抵抗Ｒin）×（最大電流変化ΔＩmax）に基づいて、期間Ｔ３の電圧降下量ΔＶstを求めることができる。
【００３７】
ここで、突入内部抵抗Ｒinおよび最大電流変化ΔＩmaxは、ともにバッテリー３の容量Ａhおよび温度の影響を受けやすい。したがって、測定した突入内部抵抗Ｒinおよび最大電流変化ΔＩmaxの値は、バッテリー３の容量Ａh（または容量変化ΔＡh）および温度に応じて補正することが望ましい。
【００３８】
次に、コントローラー５によって、バッテリー３の再始動直前電圧Ｖfsを推定する方法について説明する。図３は、車両のエンジン１についてアイドリングストップを複数回行った場合の、車載のバッテリー３における端子電圧Ｖおよび容量変化ΔＡhの変化を模式的に示している。尚、図３において、記載スペースの関係上、エンジン停止指示時（エンジン停止開始時と同じ）と再始動開始時との間のバッテリー容量変化ΔＡhを、実際よりも縮小して示している。
【００３９】
図から分かるように、アイドリングストップの時間が十分に長い場合、エンジン停止指示時のバッテリー端子電圧Ｖまたは容量変化ΔＡhが様々な値であっても、エンジン停止が開始すると、バッテリー端子電圧Ｖの降下がそれぞれ進行した後、最終的に所定の傾きを有する直線（図３において推定直線１にて示す）上を、バッテリー端子電圧Ｖが減少し、容量変化ΔＡhが増大していく。以下、バッテリー３の各電圧特性のうち、エンジン１の停止後、所定時間が経過し電圧特性が直線上に安定した領域を、バッテリー端子電圧の安定領域という。
【００４０】
したがって、過去のエンジン１の停止中において、エンジン１の停止後、所定時間が経過しバッテリー３の電圧Ｖが安定領域に至った場合の、バッテリー容量変化ΔＡhに対する電圧特性に基づいて、バッテリー３の電圧Ｖに関する線形特性を推定できることが分かる。エンジン１の停止後、安定領域に至るための所定時間は、実験または理論計算によって容易に設定することができる。
【００４１】
図３において推定直線１で表わされた線形特性は、過去の最低２回のアイドリングストップ中における、エンジン停止指示時およびエンジン再始動開始時の、それぞれのバッテリー端子電圧Ｖおよび容量変化ΔＡhの実績値から推定することができる。
【００４２】
図４に示すように、エンジン１の停止指示時において、バッテリー３の現在の容量変化ΔＡhおよび形成された推定直線１とに基づいて、バッテリー３の今回の再始動直前電圧Ｖfsを推定することができる。アイドリングストップ時におけるバッテリー３の再始動直前電圧Ｖfsを推定する場合、エンジン１の停止開始時から再始動時までの時間を、例えばＴfと設定する。したがって、バッテリー３の再始動直前電圧Ｖfsは、複数の試験結果から経験的に求められた、時間に対するバッテリー３の容量変化ΔＡhに基づいて、エンジン１の停止開始からＴf後の位置として、推定直線１上に求めることができる。
【００４３】
図３および図４において、横軸に示されるバッテリー３の容量変化ΔＡhは、ある時点、例えば、バッテリー３の補充電完了時を原点である容量確定時とした場合の、バッテリー３の容量減少量として示している。すなわち容量変化ΔＡhは、容量確定時を基準とした場合のバッテリー３の電流積算値で表される。
【００４４】
図４において、補充電完了時に対するエンジン１の停止開始時のバッテリー３の容量変化をΔＡh1とし、エンジン１の停止開始時に対する再始動直前のバッテリー３の容量変化をΔＡh2とした場合、再始動直前電圧Ｖfs＝Ａ（ΔＡh1＋ΔＡh2）＋Ｂとあらわされる。但し、Ａは推定直線１の傾き、Ｂは推定直線１の電圧軸上の切片を示している。
【００４５】
本願のすべての実施形態および変形例において、バッテリー３の最小電圧Ｖminを推定する場合に、バッテリー３の容量変化ΔＡhが使用されているが、本願による発明はこれに限られるものではなく、バッテリー３の容量変化ΔＡhに代えて、バッテリー容量Ａhを使用してもよい。
【００４６】
次に、図１２に基づき、コントローラー５によるアイドリングストップ制御方法について概説する。最初に、コントローラー５が初期化された後、電流センサー３２、電圧センサー３１および温度センサー３３から、バッテリー３の充放電電流、端子電圧Ｖ、バッテリー温度を検出する信号がそれぞれ入力される（ステップＳ１２０１）。
【００４７】
次に、車両状態検出センサー６からの信号に基づいて、車両が停止中（停車状態）であるか否かが判定される（ステップＳ１２０２）。車両が停止中であると判定された場合、電圧センサー３１、電流センサー３２および温度センサー３３からの検出信号に基づき、アイドリングストップを実施した後に、エンジン１を再始動させた時のバッテリー３の最低電圧Ｖminが推定される（ステップＳ１２０３）。
【００４８】
次に、アイドリングストップを許可するか否かが判定される（ステップＳ１２０４）。後述するように、アイドリングストップを許可するか否かは、通常、推定されたバッテリー３の最低電圧Ｖminを基準最低電圧Ｖmisdと比較して行われる。しかしながら、過去に実施されたアイドリングストップが２回未満である場合は、本実施形態による方法では推定直線１を形成することができないため、公知の方法によりアイドリングストップの可否を判定している。この場合、本実施形態においては、バッテリー３の充放電電流を積算して、積算値が正であればアイドリングストップ可と判定しているが、この方法に限定されるべきものではない。
【００４９】
バッテリー３の最低電圧Ｖminの推定値が基準最低電圧Ｖmisdを上回る、あるいは、バッテリー３の充放電電流の積算値が正であり、アイドリングストップが許可された場合、エンジン１の停止動作が開始される（ステップＳ１２０５）。その後、エンジン１が停止されている間は、バッテリー３の最低電圧Ｖminが逐次推定されるとともに（ステップＳ１２０６）、車両状態検出センサー６からの信号に基づいて、車両の操作状態が検出される（ステップＳ１２０７）。
【００５０】
バッテリー３の最低電圧Ｖminの推定値が基準最低電圧Ｖmisdを下回ると判定されるか、車両状態検出センサー６からの信号に基づき、運転者がアクセルペダル、スタータスイッチ等を操作して車両を走行開始させると判定されると（ステップＳ１２０８）、エンジン１を再始動させる（ステップＳ１２０９）。
【００５１】
また、ステップＳ１２０８において、エンジン１を再始動させないと判定されると、ステップＳ１２０６へと戻って、バッテリー３の最低電圧Ｖminの推定および車両の操作状態の検出が継続される。
また、ステップＳ１２０２において車両が停止中ではないと判定された場合、あるいはステップＳ１２０４において、アイドリングストップを許可しないと判定された場合、ステップＳ１２０１へと戻る。
【００５２】
次に、図１３に基づき、コントローラー５によるバッテリー３の最低電圧Ｖminの推定方法（図１２のステップＳ１２０３に示す）について説明する。最初に、過去にアイドリングストップが２回以上実施されたか否かが判定される（ステップＳ１３０１）。上述したように、過去に実施されたアイドリングストップが２回未満である場合は、本実施形態による方法では推定直線１を形成することができないため、バッテリー３の充放電電流を積算する（ステップＳ１３０８）。
【００５３】
過去にアイドリングストップが２回以上実施されたと判定された場合、上述したように、過去の複数回のアイドリングストップ中における、バッテリー端子電圧Ｖおよび容量変化ΔＡhから推定直線１を推定する（ステップＳ１３０２）。ここで推定直線１は、過去のアイドリングストップ中のバッテリー端子電圧Ｖおよび容量変化ΔＡhからあらかじめ求めておき、記憶保持装置５１内に格納させておいてもよい。
【００５４】
その後、バッテリー３の現在の容量Ａhおよび形成された推定直線１とに基づいて、バッテリー３の今回の再始動直前電圧Ｖfsを推定する（ステップＳ１３０３）。次に、記憶保持装置５１に格納された突入内部抵抗Ｒinの値を、バッテリー３の現在の容量Ａhおよび温度に応じて補正する（ステップＳ１３０４）。続いて、記憶保持装置５１に格納された最大電流変化ΔＩmaxの値を、バッテリー３の現在の容量Ａhおよび温度に応じて補正する（ステップＳ１３０５）。
【００５５】
突入内部抵抗Ｒinおよび最大電流変化ΔＩmaxの値が補正されると、式：ΔＶst＝（突入内部抵抗Ｒinの補正値）×（最大電流変化ΔＩmaxの補正値）に基づいて、電圧降下量ΔＶstが算出される（ステップＳ１３０６）。最後に、式：最低電圧Ｖmin＝（再始動直前電圧Ｖfsの推定値）−（電圧降下量ΔＶstの推定値）に基づき、バッテリー３の今回の最低電圧Ｖminが推定される（ステップＳ１３０７）。
【００５６】
本実施形態によれば、過去のエンジン１の停止時において、バッテリー３の電圧Ｖが安定領域に至った場合のバッテリー容量変化ΔＡhに対する電圧特性に基づき、バッテリー３の電圧Ｖに関する線形特性である推定直線１を形成し、バッテリー３の現在の容量変化ΔＡhおよび推定直線１とに基づいて、バッテリー３の今回の再始動直前電圧Ｖfsを推定する。そして、推定した再始動直前電圧Ｖfsからエンジン１の再始動に要する電圧降下量ΔＶstを減算することによって、今回再始動させた時のバッテリー３の最低電圧Ｖminを推定している。
【００５７】
これにより、バッテリー３に性能上のばらつきや劣化が発生しても、車載のバッテリー３固有の電圧特性に基づいて、今回再始動させた時のバッテリー３の最低電圧Ｖminを推定することができる。
【００５８】
したがって、バッテリー３の最低電圧Ｖminの推定値と実際の値との間の差が大きくなることがなく、精度よくアイドリングストップの可否を判定することができ、アイドリングストップ中においてエンジン１が再始動不能となることがない。
また、エンジン１の過去の複数回の停止時における電圧特性に基づいて、推定直線１を形成していることにより、推定直線１を実際の電圧特性にいっそう近づけることができ、正確な線形特性に基づき、精度よくアイドリングストップの可否を判定することができる。
【００５９】
また、エンジン１の停止後、所定時間が経過した場合にバッテリー３の電圧Ｖが安定領域に至ったとすることにより、バッテリー３の電圧を確実に安定領域に至らしめることができる。
また、車両の停止状態が検出され、かつ、バッテリー３の最低電圧Ｖminの推定値が基準最低電圧Ｖmisdよりも高い場合に、エンジン１を停止させている。これにより、本発明による内燃機関停止制御装置を、アイドリングストップ制御装置に適用することができる。
【００６０】
＜実施形態１の第１変形例＞
図５および図６に基づき、実施形態１の第１変形例について説明する。本変形例においては、バッテリー３の容量確定時からエンジン１の停止指示時までの電流積算値∫Ｉdtを算出している。エンジン１の停止指示時において、図５に示したテーブルに基づいて、算出された電流積算値∫Ｉdtに対応する推定直線が形成される。
【００６１】
図５に示すように、電流積算値∫Ｉdtが所定値β以上である場合、バッテリー電圧の線形特性として上述した推定直線１が形成される。また、電流積算値∫Ｉdtがβ未満であり、かつ所定値α以上である場合、線形特性として推定直線２が形成される。さらに、電流積算値∫Ｉdtがα未満である場合、線形特性として推定直線３が形成される。このように、本変形例においては、過去のエンジン１の停止開始時までの電流積算値∫Ｉdtに応じて、複数の推定直線が形成されている。そして、エンジン１の再始動直前電圧Ｖfsを推定する場合、現在の電流積算値∫Ｉdtに応じて、複数の推定直線を使い分けている。
【００６２】
図６に示すように、推定直線２は推定直線１と比較して、バッテリー３の同じ容量変化ΔＡhに対して端子電圧Ｖが低く設定されている。また、推定直線３は推定直線２と比較して、容量変化ΔＡhに対する端子電圧Ｖが低く設定されている。バッテリー３の容量確定時からエンジン１の停止指示時までの電流積算値∫Ｉdtは、停止指示時までのバッテリー３に対する負荷電流の大小により増減する。したがって、エンジン１の停止指示時までの負荷電流に応じて、推定直線を設定することができる。
【００６３】
本変形例においては、再始動直前電圧Ｖfsを推定するために推定直線１が使用される場合、推定直線３が使用される場合に比較して、算出された電流積算値∫Ｉdtが大きい。これは、推定直線１が使用される時は、推定直線３が使用される時に比べて、車両装備が消費するバッテリー３の負荷電流が小さいことを意味している。
【００６４】
通常、エンジン１の停止開始時までのバッテリー３の負荷電流の量から、エンジン１の点火等に要する一定量を減じた電気量がエンジン１の停止開始後も放電される場合が多い。そのため、本変形例においては、再始動直前電圧Ｖfsを推定するために、エンジン１の停止開始時までのバッテリー３の負荷電流の大小に応じて（但し、放電電流からエンジン１の点火等に要する電流を減じて）、最適な推定直線を使用している。
【００６５】
本変形例によれば、エンジン１の停止開始時までのバッテリー３の負荷電流の大小に応じて、複数の推定直線を形成し、エンジン１の今回の停止開始時までのバッテリー３の負荷電流に基づいて、複数の推定直線を使い分けている。したがって、これにより負荷電流に応じて、最低電圧Ｖminをより精度よく推定することができる。
【００６６】
＜実施形態１の第２変形例＞
図７に基づき、実施形態１の第２変形例について説明する。本変形例においては、推定直線１に加えて、エンジン１の停止指示時におけるバッテリー３の容量変化ΔＡhが小さい領域においては、推定直線１よりも傾きの大きい推定直線４を形成している。推定直線４も推定直線１と同様に、過去のエンジン１の停止中において、バッテリー３の電圧Ｖが安定領域に至った場合の、バッテリー容量Ａhに対する電圧特性に基づいて推定される。
【００６７】
本変形例においては、今回のエンジン１の停止指示時におけるバッテリー３の容量変化ΔＡhが所定値以上である場合、推定直線１に基づいてバッテリー３の再始動直前電圧Ｖfsを推定し、今回のエンジン１の停止指示時におけるバッテリー３の容量変化ΔＡhが所定値未満である場合、推定直線４に基づいてバッテリー３の再始動直前電圧Ｖfsを推定する。推定直線１および推定直線４以外に、さらに推定直線を形成し、これらに基づいてバッテリー３の再始動直前電圧Ｖfsを推定してもよい。
【００６８】
本変形例によれば、過去のエンジン１の停止開始時におけるバッテリー３の容量変化ΔＡhに応じて異なる複数の推定直線を形成し、バッテリー３の現在の容量変化ΔＡhに基づき、複数の推定直線を使い分けている。
これにより、現在の容量変化ΔＡhに応じて、最低電圧Ｖminをより精度よく推定することができる。
【００６９】
＜実施形態２＞
図８に基づき、本発明の実施形態２について説明する。図８に示すように、本実施形態においては、エンジン１の過去の最低１回の停止時における、バッテリー電圧の安定領域の全部または一部（電圧安定範囲という）の電圧特性を用いて推定直線を形成している。電圧安定範囲は、エンジン１の再始動直前にすることが望ましい。推定直線は、電圧安定範囲におけるバッテリー３の端子電圧Ｖおよび容量変化ΔＡhを測定し、測定した端子電圧Ｖおよび容量変化ΔＡhに基づいて形成される。
【００７０】
電圧安定範囲の電圧特性を用いて推定直線が形成されると、バッテリー３の現在の容量変化ΔＡhおよび形成された推定直線とに基づいて、バッテリー３の再始動直前電圧Ｖfsが推定される。
本実施形態においては、十分なアイドリングストップ時間が経過することを、電圧安定範囲とする条件としているが、バッテリー３の分極指数Ｐまたは分極指数の変化ΔＰが所定値以上であること、あるいはバッテリー３の電圧降下量ΔＶが所定値以上であることを電圧安定範囲とする条件としてもよい。
【００７１】
＜実施形態２の第１変形例＞
図９および図１０に基づき、実施形態２の第１変形例について説明する。図９に示すように、本変形例においては、上述した実施形態２の方法により、エンジン１の過去の複数回の停止開始時ごとに、バッテリー３の電圧安定範囲のそれぞれの電圧特性を用いて、推定直線Ｌ１〜Ｌ５を形成している。厳密にいえば、推定直線Ｌ１〜Ｌ５は、それぞれ互いに異なった傾きＡおよび切片Ｂを有している。
【００７２】
バッテリー３の再始動直前電圧Ｖfsを推定する場合、図１０に示すように、今回のエンジン１の停止指示時におけるバッテリー容量変化ΔＡhに基づいて、再始動直前電圧Ｖfsの推定に使用する推定直線Ｌ２、Ｌ３を設定する。すなわち、エンジン１の過去の停止指示時のバッテリー容量変化ΔＡhが、今回のエンジン１の停止指示時のバッテリー容量変化ΔＡhの直前および直後に位置する一対の推定直線Ｌ２、Ｌ３を用いて、今回の推定直線Ｌesを形成する。その後、バッテリー３の現在の容量変化ΔＡhおよび推定した今回の推定直線Ｌesとに基づいて、バッテリー３の今回の再始動直前電圧Ｖfsを推定する。
今回の推定直線Ｌesは、例えば、一対の推定直線Ｌ２、Ｌ３の傾きＡおよび切片Ｂをそれぞれ平均した値を、その傾きおよび切片として形成される。
【００７３】
本変形例によれば、過去の複数の電圧特性ごとに推定直線Ｌ１〜Ｌ５を推定し、複数の推定直線Ｌ１〜Ｌ５のうち、過去のエンジン１の停止指示時におけるバッテリー３の容量変化ΔＡhが、現在の容量変化ΔＡhの直前および直後に位置する場合の一対の推定直線Ｌ２、Ｌ３を用いて、今回の推定直線Ｌesを形成する。次に、バッテリー３の現在の容量変化ΔＡhおよび推定した今回の推定直線Ｌesとに基づいて、バッテリー３の今回の再始動直前電圧Ｖfsを推定する。これにより、現在の容量変化ΔＡhに近い過去の電圧特性に基づいて形成された推定直線Ｌ２、Ｌ３を使用して、いっそう精度よく最低電圧Ｖminを推定することができる。
【００７４】
＜実施形態２の第２変形例＞
図１１に基づき、実施形態２の第２変形例について説明する。本変形例においては、上述した実施形態２の方法により、過去の複数の電圧特性ごとに推定直線を推定する。その後、図１１に示すように、今回のエンジン１の停止指示時のバッテリー容量変化ΔＡhを中心に、バッテリー容量変化ΔＡhの所定の設定幅を形成する。図１１は、エンジン１の過去の停止指示時のバッテリー容量変化ΔＡhのうち、形成された設定幅内に存在するものについて、バッテリー容量変化ΔＡhを横軸に、推定直線の傾きＡを縦軸に示している。
【００７５】
次に、バッテリー容量変化ΔＡhの設定幅内に存在するものを使用して、最小二乗法を用いて複数の推定直線の傾きＡについて、その確からしい値である基準値Ａr（本発明の基準特性に該当する）を算出する。基準値Ａrが算出されると、基準値Ａrを中心に、推定直線の傾きＡの所定の設定幅を形成する。
今回の推定直線を形成する場合、バッテリー容量変化ΔＡhの設定幅内にある過去の複数の推定直線のうち、基準値Ａrから所定量だけ離れることにより、傾きＡの設定幅から外れたものを使用せずに、傾きＡの設定幅内にあるもののみを用いて行う。
【００７６】
本変形例においては、基準値Ａrを算出する場合に、最少二乗法に代えてバッテリー容量変化ΔＡhの設定幅内に存在するものの単純平均を演算してもよい。
また、本変形例においては、過去の複数の推定直線を用いて、推定直線の傾きＡとともに、または傾きＡに代えて切片Ｂについて基準値を算出し、複数の推定直線のうちで、切片Ｂの基準値から所定量だけ離れたものを使用せずに今回の推定直線を推定してもよい。
【００７７】
本変形例によれば、過去の複数の推定直線を用いて、推定直線の傾きＡの確からしい値である基準値Ａrを算出し、複数の推定直線のうちで、基準値Ａrから所定量だけ離れたものを使用せずに今回の推定直線を推定することにより、過去の複数の電圧特性のうち、異常値と思われるものを排除することができ、より正確に今回の推定直線を推定することができる。
【００７８】
＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
実施形態２によってエンジン１の再始動直前電圧Ｖfsを推定する場合、実施形態１の第１変形例のように、バッテリー３の容量確定時からエンジン１の停止指示時までの電流積算値∫Ｉdtに応じて複数の推定直線を算出し、電流積算値∫Ｉdtによって複数の推定直線を使い分けてもよい。
【００７９】
また、実施形態２によってエンジン１の再始動直前電圧Ｖfsを推定する場合、実施形態１の第２変形例のように、エンジン１の今回の停止指示時におけるバッテリー３の容量変化ΔＡhに応じて、複数の推定直線を使い分けてもよい。
また、本発明は、車両停止時にエンジン１の停止を行うアイドリングストップ制御装置およびアイドリングストップ制御方法としてのみでなく、例えば、ハイブリッド車において、モーターによる走行時にエンジン１を停止させる内燃機関停止制御装置および内燃機関停止制御方法として適用しても構わない。
【符号の説明】
【００８０】
図面中、１はエンジン（内燃機関）、３はバッテリー、５はコントローラー（内燃機関停止手段）、６は車両状態検出センサー（停車検出手段）、２１は交流発電機（発電機）、３１は電圧センサー（バッテリー状態検出手段）、３２は電流センサー（バッテリー状態検出手段）、３３は温度センサー（バッテリー状態検出手段）を示している。
【図１】
2010255464.tif 000003
【図２】
2010255464.tif 000004
【図３】
2010255464.tif 000005
【図４】
2010255464.tif 000006
【図５】
2010255464.tif 000007
【図６】
2010255464.tif 000008
【図７】
2010255464.tif 000009
【図８】
2010255464.tif 000010
【図９】
2010255464.tif 000011
【図１０】
2010255464.tif 000012
【図１１】
2010255464.tif 000013
【図１２】
2010255464.tif 000014
【図１３】
2010255464.tif 000015